JPH078113A

JPH078113A - 人工植物育成装置

Info

Publication number: JPH078113A
Application number: JP21206793A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Nomoto; 哲夫野本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-13

Abstract

(57)【要約】【目的】省電力化をはかって、通常電力すなわち商業
電力の消費の低減化、コストの低減化、更には太陽電池
の利用を可能にする。【構成】植物栽培床１と、この植物栽培床１に対して人
工植物育成光を照射する光源部２とを有する人工植物育
成装置において、光源部２を、人工植物育成光ランプ３
とその光導出側に開口する反射体４とより構成し、その
反射体４を断面ほぼ楕円形とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人工植物育成装置に係
る。

【０００２】

【従来の技術】現代における人口の増加は、未だかって
無い激しいものであり、食料増産は不可欠である。そこ
で人工光を育成植物に照射してその育成を、人工的に各
種管理の下に行う植物育成装置が種々開発されている。

【０００３】しかしながら、この場合、目的とする植物
の育成効果に優れた人工光例えば人工可視光を用いて植
物栽培を行う場合、通常何万ルックスという光を放射す
る光源を必要とし、電力代金が大となり栽培植物コスト
への重圧が問題となっている。

【０００４】そして、使用電力を通常電力とするとき
は、何等かの化石燃料等の消費が行われ、地球環境の破
壊へとつながっていく。

【０００５】そこで、この植物育成に係る省電力化の必
要性が高まっている。また、地球環境の上からは、太陽
電池の利用が考えられるが、現状において、太陽電池の
効率、価格の問題からより省電力化が望まれてくる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、人工植物育
成装置において、その省電力化をはかって、通常電力す
なわち商業電力の消費の低減化、コストの低減化、更に
は太陽電池の利用を可能にする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、例えば
図１にその一実施例の略線的断面図を示すように、植物
栽培床１と、この植物栽培床１に対して人工植物育成光
を照射する光源部２とを有する人工植物育成装置におい
て、光源部２を、人工植物育成光ランプ３とその光導出
側に開口する反射体４とより構成する。

【０００８】反射体４は断面ほぼ楕円形すなわち回転楕
円面または楕円柱面とする。

【０００９】第２の本発明は、図２にその一例の断面図
を示すように、複数の光源部２を光導出側に凹の曲面５
上に配置する。

【００１０】第３の本発明は、複数の光源部２の配置曲
面５を反射面とする。

【００１１】第４の本発明は、配置曲面５を断面ほぼ楕
円形とし、この配置曲面５から遠い方の焦点Ｅ２もしく
はその近傍に、各光源部２の配光特性曲線の最大値を示
す各軸線即ち最大光量軸ａが通過するようにする。

【００１２】第５の本発明は、図３にその一例の構成図
を示すように、光源部２の反射体４とランプ３との相対
的配置関係の変更設定手段７を設ける。

【００１３】第６の本発明は、図４にその一例の構成図
を示すように、光源部２と植物栽培床１とを相対的に移
動させて光源部２と植物栽培床１との間隔を調整する調
整手段８を設ける。

【００１４】第７の本発明は、太陽電池より発生する電
力を植物育成装置に係る電源とする。

【００１５】第８の本発明は、太陽電池で得た電気を蓄
電池に貯めたものも使用する。

【００１６】

【作用】本発明装置では、植物栽培床１の植物に、光源
部２のランプ３を点灯して人工植物育成光を照射するこ
とによって植物の育成を行うものであるが、特に本発明
では、光源部２に断面ほぼ楕円形即ち回転楕円面または
楕円柱面に形成した反射体４を配置したので、反射体４
の開口を通じて直接的に光導出を行うと共に、直接導出
しない光を一回以上の反射により、図５で光路図を鎖線
をもって示すようにほぼ一方の焦点ｅ_１上のランプ３か
らの光と同様に仮想光源ｅ_２より光を射出したと同等の
効率を得ることができ効率よく光照射を行うことがで
き、省電力化をはかることができる。

【００１７】また、本発明では光源部２と植物栽培床１
との間隔を調整する調整手段８を設けたので、植物の成
長段階に応じた照射を合理的に行うことができ、これに
より省電力化をはかることができる。

【００１８】また、本発明に於ては、装置に必要な電力
を太陽電池から直接充当したり、また一旦蓄電池に貯え
てから用いるので、商業電力の使用の回避、或いは減少
をはかることができる。

【００１９】

【実施例】図を参照して本発明の実施例を説明する。

【００２０】本発明は、図１に示すように、植物栽培床
１と植物栽培床１に対して人工植物育成光を照射する光
源部２とを設ける。

【００２１】植物栽培床１は土壌床または水耕床等とす
ることができ、特に、水耕法によるときは、図示しない
が、この植物栽培床１に対して水、肥料を含む水等を供
給ないしは循環するポンプが設けられる。

【００２２】この植物栽培床１の植物に光源部２からの
光を直接的に或いは間接的に照射する。光源部２は図５
に示すように、少なくとも人工植物育成光ランプ３と反
射体４とより構成する。

【００２３】この光源部２のランプ３は、通常の蛍光灯
を始めとして、いわゆるメタルハライドランプ等、育成
植物の種類に応じてその成長或いは例えば出荷調整等を
目的とする成長抑制等の制御に適したランプ３を用い
る。

【００２４】光源部２は単一のランプ３に単数もしくは
複数枚よりなる一組の反射体４を設ける。或いは複数の
ランプ３の組に対して上述したと同様に単数または複数
枚よりなる一組の反射体４を設ける。

【００２５】そして、このような構成による光源部２を
単数もしくは複数個設ける。光源部２を複数個設けると
きは、図３に示すように例えば光導出側に凹の曲面５に
沿って配置する。

【００２６】光源部２の反射体４は、断面をほぼ楕円形
とし、ランプ３の光導出側に開口している。また、この
反射体４は回転楕円面または楕円柱面とし、ランプ３の
形状に応じて選定する。例えば反射体４に対してほぼ、
点ないしは球状の単一のランプ３を配置するときは、回
転楕円面とし、図２に示すようにランプ３を断面楕円形
反射体４の二つの焦点ｅ_１及びｅ_２の内の一方の焦点例
えばｅ_１もしくはその近傍に置く。

【００２７】ランプ３が線状ないしは柱状光源の場合
は、反射体４は楕円柱面とする。

【００２８】また、一組の反射体４に対して複数個のラ
ンプ３を設ける場合は、反射体４の形状はその複数のラ
ンプ３の配置関係に応じて選定する。

【００２９】そして、複数のランプ３を配置するとき、
図１、図３、図５、図７に示すように、目的とする配光
に合わせて近似的に断面が円錐曲線すなわち円、楕円、
放物線、双曲線となる仮想曲面に沿って配置する。

【００３０】この配置曲面５を、例えば図５に示すよう
に断面ほぼ楕円とし、その焦点Ｅ_１及びＥ_２のうち、配
置曲面５から遠い方の焦点Ｅ_２もしくはその近傍に、そ
の各光源部２の配光特性曲線の最大値を示す各軸線を通
過させる。

【００３１】また配置曲面５を、例えば図３に示すよう
に断面ほぼ円とし、この円と同心的円弧上に各光源２を
配置し、その反対側の円弧上に弦Ｐ_１Ｐ_２によって示さ
れる領域を設定する。この構成をとれば、光源部２の光
射出角が、弦Ｐ_１Ｐ_２が形成するこの円の円周角となる
し、また、光源部２を弦Ｐ_１Ｐ_２の垂直２等分線に対し
対称に配置することができるので、この領域を被照射面
９に構成すれば、光源部２からの配光分布をほとんど変
えることなく、光源部２の数を増減することによって、
照射の強度を増減することができる。

【００３２】また、上述の光源を配置する配置曲面５を
物体面で構成し、その植物栽培床１側の面を反射面とす
ることもでき、このようにするときは、より光の利用率
を高めることができる。

【００３３】一方、光源部２において、光源部２の反射
体４とランプ３との相対的配置関係の変更設定手段７を
設ける。この配置関係の変更によって、光源部２自体の
配光特性を選定することができる。

【００３４】この変更設定手段７は、図６にその一例
の、一部を断面とした側面図を示すように、例えば反射
体４と反射面５とに差し渡って固定雌螺子１０を設け、
これに螺合する螺子１１の先端にランプ３を回転的には
自由に、螺子１１の軸方向に関しては一体に移動するよ
うに取り付け、この螺子１１を回転することによって螺
子１１したがってランプ３を雌螺子１０に沿って移動さ
せてランプ３と反射体４との配置関係、この例では両者
の間隔を変更設定する。螺子１１は例えば歯車機構１２
を介してモーター１３により回転駆動させる。

【００３５】光源部２と植物栽培床１との間に、図４に
示すように両者間の間隔を調整する調整手段８を設け
る。図４において１４は多数の光源部２の配置部を全体
として示したもので、この例ではこの配置部１４と植物
栽培床１との間に調整手段８を設けた場合で、かつ配置
部１４と植物栽培床１との双方を互いに近接離間するよ
うに構成した場合である。この場合配置部１４と植物栽
培床１とはそれぞれ図示しないが互いに近接離間する移
動案内手段が設けられ、配置部１４と植物栽培床１とに
は同一軸上に互いに逆螺子となる螺子穴１５及び１６が
設けられ、両螺子穴１５及び１６に螺合する螺子１７及
び１８が一体に同一回転軸１９上に設けられる。この構
成において、回転軸１９を回転させれば螺子１７及び１
８が回転し、回転軸に沿って螺子穴１５及び１６すなわ
ち光源配置部１４と植物栽培床１とが互いに近接離間す
るようにする。回転軸１９は例えば歯車機構２０を介し
てモーター２１により回転駆動させる。

【００３６】調整手段８は、上述した例に限らず種々の
構成を取りうるものであるが、光源配置部１４と植物栽
培床１との互いの重量を利用して、小なる駆動力をもっ
て互いの間隔を調整できる構造とすることもできる。こ
の場合の一例を図７から図９を参照して説明する。

【００３７】この例では、図８に示すように、それぞれ
軸受３１Ａ及び３１Ｂで回転自在に軸支された例えば対
の回転体３２Ａ及び３２Ｂを設け、これらを例えばモー
ター（図示せず）によって回転駆動歯車３３Ｃに歯合す
る歯車機構３３Ａ及び３３Ｂによって互いに逆向きに回
転駆動するようになされる。

【００３８】そして、これら回転体３２Ａ及び３２Ｂに
ベルト３４Ａ及び３４Ｂを係止させ、回転体３２Ａ及び
３２Ｂの回転によってベルト３４Ａ及び３４Ｂのいずれ
か一方を一方の回転体に巻込むとき、他方の回転体から
他方のベルトが繰り出されるようになされる。

【００３９】そして、これら対の回転体３２Ａ及び３２
Ｂとベルト３４Ａ及び３４Ｂを一組とするときこれら組
を複数組（図７では左右２組が図示されている）が設け
られる。

【００４０】そして、各組の対応する一方のベルト３４
Ａ及び３４Ｂの各他端をそれぞれ植物栽培床１と、光源
部２の配置部１４とに結合させてそれぞれベルト３４Ａ
及び３４Ｂに植物栽培床１と光源部１４とを懸架する。

【００４１】この場合、重力方向に関して上方に配置さ
れた光源部２に対してはベルト３３Ｂを滑車３５をめぐ
ってその懸架を行う。この機構によって駆動歯車３３Ｃ
の回転によって一方の回転体３２Ａに一方のワイヤ３３
Ａを巻き取るとき他方の回転体３２Ｂから他方のワイヤ
３３Ｂを繰り出して、例えば光源部１４を垂下させて行
くとき植物栽培床１が持ち上げられ、両者が近づけられ
る。そして、回転駆動歯車を逆回転させるときは、回転
体３２Ａ及び３３Ｂが互いに逆転して上述とは逆に光源
部２の配置部１４が持ち上げられ、植物栽培床１が垂下
して光源部２の配置部１４と植物栽培床１が遠ざけられ
ることになる。

【００４２】この場合、植物栽培床１の持ち上げは、光
源部２の配置部１４の全体の重量が作用してなされ、光
源部２の配置部１４の持ち上げに際しては、植物栽培床
１の重力が作用することから、これらの上下は円滑にか
つ小なる回転駆動力をもって行うことができ、省力化を
はかることができる。

【００４３】一方、回転体３２Ａ及び３２Ｂは、それぞ
れ円錐体より形成し、その外周面に軸心方向にスリット
３６が設けられ、これにワイヤ３４Ａ及び３４Ｂの端部
に設けた駒を、例えば回転体３２Ａ及び３２Ｂの端面に
開口するスリット３６の開口端から挿入して回転体３２
Ａ及び３２Ｂの所要の半径位置に係止させるとにより植
物栽培床１と、光源部２の配置部１４との互いに作用す
る重量のアンバランスの調整をする。

【００４４】また、上述の構成において、植物栽培床１
を水耕栽培とし、水を電気分解して得た酸素を、水耕栽
培の水中に溶かし込み、水中の酸素濃度を上昇させ、根
腐れ病等の病害から栽培植物を守ると共に、その育成を
助長することができる。

【００４５】また、上述の構成による人工植物育成装置
において、例えば光源部２の電力、植物栽培床１と光源
部２の配置部１４との互いの間隔の変更、植物栽培床１
への、例えば水等の供給ないしは循環を行うポンプの駆
動、電気分解の為の電力等の全て或いはその一部の電源
とし、太陽電池を用い、太陽電池の起電力を直接的に或
いは一旦蓄電池に蓄電して用いる。

【００４６】本発明装置では、植物栽培床１の植物に、
光源部２のランプ３を点灯して人工植物育成光を照射す
ることによって植物の育成を行うものであるが、特に本
発明では、光源部２に断面ほぼ楕円形即ち回転楕円面ま
たは楕円柱面に形成した反射体４を配置したので、前述
したように、反射体４の開口を通じて直接的に光導出を
行うと共に、直接導出しない光を一回以上の反射によ
り、図２で光路図を鎖線をもって示すようにほぼ一方の
焦点ｅ_１上のランプ３からの光と同様に仮想光源ｅ_２よ
り光を射出したと同等の効率を得ることができ効率よく
光照射を行うことができ、省電力化をはかることができ
る。

【００４７】また、本発明では光源部２と植物栽培床１
との間隔を調整する調整手段８を設けたので、植物の成
長段階に応じた照射を合理的に行うことができ、これに
より省電力化をはかることができる。

【００４８】また、本発明に於ては、装置に必要な電力
を太陽電池から直接充当したり、また一旦蓄電池に貯え
てから用いるので、商業電力の使用の回避、或いは減少
をはかることができる。

【００４９】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、効率
の良い植物栽培を行うことができることから、省電力化
をはかることができ、これに伴って環境破壊の問題、コ
ストの低減化、更には太陽電池の使用を可能にするもの
である。

【００５０】また、本発明では、太陽電池を使用したこ
とによって、より自然環境破壊の問題の改善をはかるこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一例の略線的構成図である。

【図２】本発明装置の光源部の一例の光路図である。

【図３】本発明装置の−例の光照射状態の説明図であ
る。

【図４】本発明装置の光源部及び植物栽培床との相対的
移動調整手段の一例の断面図である。

【図５】本発明装置の光源部の配置態様の説明図であ
る。

【図６】本発明装置の光源部におけるそのランプと反射
体との相対的位置の変更設定手段の一例の断面図であ
る。

【図７】本発明装置の一例の略線的構成図である。

【図８】本発明装置の光源部及び植物栽培床との相対的
移動調整手段の一例の要部の断面図である。

【図９】本発明装置の光源部及び植物栽培床との相対的
移動調整手段の一例の更にその要部の断面図である。

【符号の説明】

１植物栽培床２光源部３ランプ４反射体１４光源部の配置部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】植物栽培床と、該植物栽培床に対して人
工植物育成光を照射する光源部とを有する人工植物育成
装置において、上記光源部が、人工植物育成光ランプとその光導出側に
開口する反射体とを有して成り、該反射体は断面ほぼ楕
円形としたことを特徴とする人工植物育成装置。
【請求項２】複数の光源部を光導出側に凹の曲面上に
配置したことを特徴とする請求項１に記載の人工植物育
成装置。
【請求項３】上記複数の光源部の配置曲面を反射面と
することを特徴とする請求項２に記載の人工植物育成装
置。
【請求項４】上記複数の光源部の配置曲面を断面ほぼ
楕円形とし、該配置曲面から遠い方の焦点もしくはその
近傍に、上記各光源部の配光特性曲線の最大値を示す各
軸線を通過させたことを特徴とする請求項２または３に
記載の人工植物育成装置。
【請求項５】上記光源部の反射体とランプとの相対的
配置関係の変更設定手段を設けたことを特徴とする請求
項１、２、３または４に記載の人工植物育成装置。
【請求項６】上記光源部と植物栽培床とを相対的に移
動させて上記光源部と上記植物栽培床との間隔を調整す
る調整手段を設けたことを特徴とする人工植物育成装
置。
【請求項７】太陽電池より発生する電力を電源とした
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、または６
に記載の人工植物育成装置。
【請求項８】太陽電池により得た電気を蓄電池に貯め
てから用いることを特徴とする請求項７に記載の人工植
物育成装置。